随着城市配电网改造工程的快速推进,输配电线路中电缆所占比率逐步增大,导致轻载或空载时容性无功过剩,干式并联电抗器作为无功补偿装置得到了广泛应用,其绕组匝间故障监测问题变得亟待解决。本文在充分比较和分析了现有电抗器匝间绝缘监测技术的基础上,提出了基于漏磁场分布的匝间短路在线监测方法与基于信息融合轨迹图的匝间短路故障诊断方法,并基于集合两种方法的联合检测方法研制了一套干式电抗器匝间短路在线监测装置。本文的研究工作主要有以下几个方面的内容:(1)基于电磁场理论详细分析了干式铁心电抗器漏磁场空间分布的大小和对称性,并通过场路耦合有限元仿真模型分析验证了正常运行工况和各种匝间短路故障工况下的铁心电抗器漏磁场的空间分布规律。通过比较分析正常工况和不同匝数、不同轴向位置、不同径向位置的匝间短路故障时的漏磁场空间分布规律,提出采用磁场不对称度DIFF与磁场变化量ΔB两个变量作为匝间短路故障的判据指标。仿真分析了不同匝间短路故障情况下探测线圈感应电压的变化规律,验证了本文所提故障诊断判据指标的正确性。(2)应用信息融合理论构建干式铁心并联电抗器负序电压电流(V-I)轨迹图形,推导并建立了轨迹图形的几何特征量与电参量间的函数关系。搭建了匝间短路故障仿真模型,并通过数字图像处理程序采集计算其负序电压电流轨迹图的几何特征参数。根据采集到的数据样本,归纳总结了轨迹图形中表征故障特征的几何特征参量的变化规律,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类算法实现了故障相选择、故障程度评估的故障信息的分析处理。(3)对比分析了基于漏磁场分布和基于信息融合轨迹图两种匝间短路故障诊断方法的优缺点,阐述了两种方法在不同故障范围内的测量精度与局限性,提出采用多维信息联合检测的方法,集合两种算法的优点,提高了故障诊断系统的准确性和可靠性。(4)在分析匝间短路在线监测系统的基本需求与技术指标的基础上,设计并制作了探测线圈(磁场传感器)、信号调理电路、模拟匝间短路的多抽头铁心电抗器等硬件设备,并结合研华PCI数据采集卡和工控机搭建了可模拟干式铁心电抗器不同相不同位置的匝间短路故障的在线监测实验平台。关于上位机系统,本课题基于NI-Labview软件开发环境设计开发了干式电抗器匝间短路故障在线监测的上位机系统。该在线监测系统具备信号实时采集、数据保存、历史记录查询、故障报警、离线分析等基本功能。基于该实验平台对在线监测系统进行了故障诊断测试,测试故障诊断和故障定位效果,验证了本文所提诊断方法的有效性。